可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)建筑

申請(qǐng)免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

1 概述

　　當(dāng)今世界，人口劇增，資源銳減，生態(tài)失衡，境遭到嚴(yán)重破壞，人類生存和發(fā)展與全球的環(huán)境問題愈演愈烈，生態(tài)危機(jī)幾乎到了一觸即發(fā)的程度。在嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)面前，人們不得不重新審視和評(píng)判我們現(xiàn)時(shí)正奉為信條的城市發(fā)展觀和價(jià)值系統(tǒng)。

　　為了建筑、城市、景觀環(huán)境的“可持續(xù)”，建筑學(xué)、城市規(guī)劃學(xué)、景觀建筑學(xué)學(xué)科開始了可持續(xù)人類聚居環(huán)境建設(shè)的思考。許多有識(shí)之士逐漸認(rèn)識(shí)到人類本身是自然系統(tǒng)的一部分，它與其支撐的環(huán)境休戚相關(guān)。在城市發(fā)展和建設(shè)過程中，必須優(yōu)先考慮生態(tài)問題，并將其置于與經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展同等重要的地位上；同時(shí)，還要進(jìn)一步高瞻遠(yuǎn)矚，通盤考慮有限資源的合理利用問題，即我們今天的發(fā)展應(yīng)該是“滿足當(dāng)前的需要又不削弱子孫后代滿足其需要能力的發(fā)展”。這就是1992年聯(lián)合國環(huán)境和發(fā)展大會(huì)“里約熱內(nèi)盧宣言”提出的可持續(xù)發(fā)展思想的基本內(nèi)涵，它是人類社會(huì)的共同選擇，也是我們一切行為的準(zhǔn)則。建筑及其建成環(huán)境在人類對(duì)自然環(huán)境的影響方面扮演著重要角色，因此，符合可持續(xù)發(fā)展原理的設(shè)計(jì)需要對(duì)資源和能源的使用效率、對(duì)健康的影響、對(duì)材料的選擇等方面進(jìn)行綜合思考，從而使其滿足可持續(xù)發(fā)展原則的要求。近幾年提出的生態(tài)建筑及生態(tài)城市的建設(shè)理論，就是以自然生態(tài)原則為依據(jù)，探索人、建筑、自然三者之間的關(guān)系，為人類塑造一個(gè)最為舒適合理且可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境的理論。生態(tài)建筑是21世紀(jì)建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的方向。

　　2 生態(tài)建筑設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

　　一般來講，生態(tài)是指人與自然的關(guān)系，那么生態(tài)建筑就應(yīng)該處理好人、建筑和自然三者之間的關(guān)系，它既要為人創(chuàng)造一個(gè)舒適的空間小環(huán)境（即健康宜人的溫度、濕度、清潔的空氣、好的光環(huán)境、聲環(huán)境及具有長效多適的靈活開敞的空間等）；同時(shí)又要保護(hù)好周圍的大環(huán)境——自然環(huán)境 （即對(duì)自然界的索取要少、且對(duì)自然環(huán)境的負(fù)面影響要?。?。這其中，前者主要指對(duì)自然資源的少費(fèi)多用，包括節(jié)約土地，在能源和材料的選擇上，貫徹減少使用、重復(fù)使用、循環(huán)使用以及用可再生資源替代不可生資源等原則。后者主要是減少排放和妥善處理有害廢棄物（包括固體垃圾、污水、有害氣體） 以及減少光污染、聲污染等等。對(duì)小環(huán)境的保護(hù)則體現(xiàn)在從建筑物的建造、使用，直至壽命終結(jié)后的全過程。以建筑設(shè)計(jì)為著眼點(diǎn)，生態(tài)建筑主要表現(xiàn)為：利用太陽能等可再生能源，注重自然通風(fēng)，自然采光與遮陰，為改善小氣候采用多種綠化方式，為增強(qiáng)空間適應(yīng)性采用大跨度輕型結(jié)構(gòu)，水的循環(huán)利用，垃圾分類、處理以及充分利用建筑廢棄物等。僅以上幾個(gè)方面就可以看出，不論哪方面都需要多工種的配合，需要結(jié)構(gòu)、設(shè)備、園林等工種，建筑物理、建筑材料等學(xué)科的通力協(xié)作才能得以實(shí)現(xiàn)。這其中建筑師起著統(tǒng)領(lǐng)作用，建筑師必須以生態(tài)的觀念、整合的觀念，從整體上進(jìn)行構(gòu)思。

　　恩格斯指出：“自然的歷史和人的歷史是相互制約的”。因此，建筑師在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須要在關(guān)注人類社會(huì)自身發(fā)展的同時(shí)，關(guān)注并尊重自然規(guī)律，絕不能以犧牲地區(qū)環(huán)境品質(zhì)和未來發(fā)展所需的生態(tài)資源為代價(jià)，用“向后代借資源”的方式求取局部的利益和發(fā)展?，F(xiàn)代意義上的生態(tài)建筑，是指根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境，運(yùn)用生態(tài)學(xué)、建筑技術(shù)科學(xué)的原理，采用現(xiàn)代科學(xué)手段，合理地安排并組織建筑與其它領(lǐng)域相關(guān)因素之間的關(guān)系，使其與環(huán)境之間成為一個(gè)有機(jī)組合體的構(gòu)筑物。

　　3 生態(tài)建筑設(shè)計(jì)的道德基礎(chǔ)

　　20世紀(jì)50年代以來，建筑設(shè)計(jì)逐漸忘了以往那種與自然生態(tài)條件相匹配的形式。例如，不顧生物氣候特征，把一切建筑物降溫或采暖的任務(wù)交給了大量耗費(fèi)能量和技術(shù)資源的全面空氣調(diào)節(jié)來解決。在建筑師把他的責(zé)任給機(jī)械工程師的同時(shí)，其設(shè)計(jì)已不再受到自然要素的制約，而是依賴技術(shù)和高能量的輸入。其直接結(jié)果是破壞了許多城市歷史上極富特色的景觀，千城一面，更嚴(yán)重的是，當(dāng)一些發(fā)達(dá)國家意識(shí)到這一危機(jī)時(shí)，這種非持續(xù)性的建筑形式卻在許多發(fā)展中國家（包括中國） 被尊奉為“現(xiàn)代化”和時(shí)代進(jìn)步的象征。70年代的石油危機(jī)曾經(jīng)震動(dòng)了全球，而羅馬俱樂部那份著名的報(bào)告“增長的極限”則使這一震動(dòng)長久地保持了下來。于是，我們認(rèn)識(shí)到人類必須在發(fā)展中學(xué)會(huì)克制自己無窮無盡的欲望，否則將有可能遭到自然界的無情報(bào)復(fù)。因此，應(yīng)當(dāng)將我們這一代的即時(shí)利益與整個(gè)人類的長遠(yuǎn)利益結(jié)合起來，公正合理地與他人分享我們這個(gè)地球上有限的資源；同時(shí)還應(yīng)當(dāng)最大限度地杜絕資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，這樣才有可能為后人留下一片靜溢而富腴的樂土，使人類能夠長久地生存下去。很顯然，這一思想的出現(xiàn)不僅基于人們對(duì)環(huán)境及生態(tài)問題的深刻認(rèn)識(shí)，也與存在于人類意識(shí)深處的道德觀念密切相關(guān)。因?yàn)橹挥腥绱?，人們才?huì)將對(duì)于社會(huì)的終極關(guān)懷放在人類長遠(yuǎn)及整體利益之上。

　　4 生態(tài)建筑的實(shí)例介紹

　　實(shí)例一、馬來西亞米那亞大廈

　?。?）主要（生態(tài)）設(shè)計(jì)特征：a.空中花園從一個(gè)三層高的植物綠化護(hù)堤開始，沿建筑表面螺旋上升。(平面中每三層凹進(jìn)一次，設(shè)置空中花園，直至建筑屋頂）。b.中庭使涼空氣能通過建筑的過度空間。c.綠化種植為建筑提供陰影和富氧環(huán)境空間。d.曲面玻璃墻在南北兩面為建筑調(diào)整日輻射得熱量。構(gòu)造細(xì)部使淺綠色的玻璃成為通風(fēng)濾過器，從而使室內(nèi)不至于完全被封閉。e.每層辦公室都設(shè)有外陽臺(tái)和通高的推拉玻璃門以便控制自然通風(fēng)的程度。f.所有樓梯電梯和衛(wèi)生間都是自然采光和通風(fēng)。g.屋頂露臺(tái)由鋼和鋁的支架結(jié)構(gòu)所覆蓋，它同時(shí)為屋頂游泳池及頂層體育館的曲屋頂（遠(yuǎn)期有安裝太陽能電池的可能性）提供遮陽和自然采光。h.被圍和的房間形成一個(gè)核心桶，通過交流空間的設(shè)置消除了黑暗空間。i.一套自動(dòng)檢測系統(tǒng)被用于減少設(shè)備和空調(diào)系統(tǒng)的能耗。

　　（2）具體應(yīng)用：a.天然和人工照明：反射和半反射的薄板和天窗將允許陽光在冬天透射入房間，而在夏天則被反射出去，減少建筑物的能源消耗。雙面照明和人工照明將以高效燈具和裝置為基礎(chǔ)，由一個(gè)調(diào)光系統(tǒng)控制，能根據(jù)室內(nèi)的實(shí)際照明需要，并結(jié)合天然照明度來調(diào)整燈光強(qiáng)度。房間無人時(shí)，控制系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)燈。b. HVAC（暖氣、通風(fēng)和空調(diào)）系統(tǒng)：舒適的暖氣條件由主通風(fēng)（通過一個(gè)置換通風(fēng)系統(tǒng))和輻射天花板系統(tǒng)提供。輕質(zhì)輻射天花板可令冬天氣溫較高，夏天則較低，從而減少能耗；而且，當(dāng)房間中人很少或無人時(shí)，感應(yīng)器可調(diào)節(jié)氣流和天花板溫度，避免不必要的能耗。c.（氣、電、冷）三生系統(tǒng)：煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)是這棟大樓能源系統(tǒng)的核心。它們與發(fā)電機(jī)結(jié)合，生產(chǎn)大部分所需的電能。發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱在冬天被用于供暖，夏天則通過吸冷器放冷氣，并用于全年的熱水生產(chǎn)。和中國其他同等體積的建筑相比，它的設(shè)計(jì)可以節(jié)能70%。2004年，總部坐落在美國的世界可再生能源委員會(huì)將“年度杰出建筑師獎(jiǎng)”頒發(fā)給了建筑師Cucinella。

　　實(shí)例二、赫斯特塔樓

　　當(dāng)赫斯特公司的2000名雇員重返他們?cè)诮ㄖ熤Z曼·福斯特主持下耗資5億美元擴(kuò)建的總部時(shí)，首先走進(jìn)一個(gè)清新的大廳，這里的空氣已經(jīng)經(jīng)過過濾。休息大廳的輻射石地板在冬季可產(chǎn)生熱量并在夏季吸收熱量。雇員們可乘自動(dòng)扶梯穿過一個(gè)三層樓高的刻紋裝飾的瀑布，其功能是為大廳增濕并降溫。大樓的窗戶用的是比利時(shí)生產(chǎn)的涂層玻璃，在將太陽熱輻射屏蔽的同時(shí)起到透光的作用。內(nèi)墻設(shè)計(jì)的最小化使得哪怕沒有在臨窗辦公室工作的人都可以分享到陽光。

　　赫斯特塔樓的斜紋格子框架比同樣大小的傳統(tǒng)框架要少用20%的鋼材。結(jié)構(gòu)鋼材中的85%以上是可回收材料。地板和天花板的方磚也是用可回收材料制造的。赫斯特塔樓大廳主要依靠輻射石地板來調(diào)節(jié)冷熱。埋在地板里的管線將熱水從循環(huán)系統(tǒng)中泵出，產(chǎn)生的熱量可在地板上6英尺高的空間中形成一個(gè)舒適空間。炎熱的季節(jié)，冷水被泵出，以吸收陽光照射在地板上產(chǎn)生的熱量。建筑的屋頂設(shè)計(jì)成可收集雨水的結(jié)構(gòu)，收集的雨水會(huì)被儲(chǔ)存在地下室里一個(gè)14000加侖的回收水箱中，用于補(bǔ)充辦公室空調(diào)系統(tǒng)中蒸發(fā)的水分。這些水還被注入一個(gè)特殊的抽水系統(tǒng)，用于澆灌建筑物外的植物和樹木——以及大廳里的水雕塑：“冰瀑”。

　　結(jié)語

　　建筑領(lǐng)域內(nèi)，從德國托馬斯《太陽能在建筑與城市規(guī)劃中的應(yīng)用》一書出版到近年來美國建筑界的綠色建筑運(yùn)動(dòng)，從北京大興義和莊的“新能源村”建設(shè)到國外在生態(tài)高技術(shù)下建造的各種形式的生態(tài)建筑，可以說，生態(tài)建筑的發(fā)展在理論上、技術(shù)上以及建筑設(shè)計(jì)的實(shí)踐上都取得可喜的成就。隨著世界性的生態(tài)觀念和共識(shí)的逐步形成，我國政府將“可持續(xù)發(fā)展”確定為基本國策。人們對(duì)建筑的生態(tài)屬性和人文內(nèi)涵的認(rèn)識(shí)逐漸有了較大的觀念轉(zhuǎn)變，將建筑設(shè)計(jì)中的生態(tài)環(huán)境品質(zhì)提到了空前重要的高度，在生態(tài)建筑研究方面有所建樹，并在實(shí)施中取得顯著成效。生態(tài)建筑設(shè)計(jì)反映了生態(tài)優(yōu)先原則和跨世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代精神。我國大規(guī)模的建設(shè)需要大量的能源，因而節(jié)約能源早已成為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。為此，我們應(yīng)認(rèn)真借鑒國內(nèi)外有益經(jīng)驗(yàn)，積極推廣立足于對(duì)資源的節(jié)約、再利用、循環(huán)生產(chǎn)的生態(tài)建筑，為我們的子孫后代多留一片純凈的藍(lán)天綠水！